수확 후 델라웨어 포도의 미생물학적 안전성 확보와 품질 유지를 위해 키토산 처리 후 low density polyethylene film에 포장하여 $4^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에 각각 저장하면서 저장 기간에 따른 효모 및 곰팡이 수와 품질 변화를 측정하였다. 저장 온도에 상관없이 키토산 처리 후 델라웨어 포도의 초기 효모 및 곰팡이 수는 1.88 log CFU/g의 감소를 나타냈으며, 저장 12일 후 $4^{\circ}C$에 저장한 키토산 처리구는 1.35 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 4.35 log CFU/g의 미생물 수 감소를 보여 $20^{\circ}C$ 저장보다 미생물 저감화 효과가 높게 유지되었다. 포장재 내 $O_2$ 농도는 저장 중 모든 처리구가 감소하는 추세를 보였고, $CO_2$ 농도는 모든 처리구에서 증가하는 경향을 나타냈으며 전반적으로 $4^{\circ}C$ 저장 시 적은 변화를 보였다. 그리고 키토산 처리구의 $O_2$ 및 $CO_2$ 농도가 모든 저장 온도에서 낮은 변화 경향을 나타냈다. 경도에 있어서는 모든 처리구가 감소하는 추세를 보였으나 $4^{\circ}C$ 저장이 더 낮게 감소하였으며, pH와 당도는 $4^{\circ}C$ 저장에 비해 $20^{\circ}C$에서 높은 증가 추이를 보였다. 또한 키토산 처리는 대조구와 비교하여 저장 중 델라웨어 포도의 Hunter 색도 값에도 부정적인 영향을 미치지 않았다. 따라서 본 연구 결과 수확 후 델라웨어 포도에 키토산 처리 후 $4^{\circ}C$에서의 저온 저장이 델라웨어 포도의 품질 변화를 최소화하면서 미생물학적 안전성을 확보할 수 있는 효과적인 품질관리 기술이라고 판단된다.
수확 후 델라웨어 포도의 미생물학적 안전성 확보와 품질 유지를 위해 키토산 처리 후 low density polyethylene film에 포장하여 $4^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에 각각 저장하면서 저장 기간에 따른 효모 및 곰팡이 수와 품질 변화를 측정하였다. 저장 온도에 상관없이 키토산 처리 후 델라웨어 포도의 초기 효모 및 곰팡이 수는 1.88 log CFU/g의 감소를 나타냈으며, 저장 12일 후 $4^{\circ}C$에 저장한 키토산 처리구는 1.35 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 4.35 log CFU/g의 미생물 수 감소를 보여 $20^{\circ}C$ 저장보다 미생물 저감화 효과가 높게 유지되었다. 포장재 내 $O_2$ 농도는 저장 중 모든 처리구가 감소하는 추세를 보였고, $CO_2$ 농도는 모든 처리구에서 증가하는 경향을 나타냈으며 전반적으로 $4^{\circ}C$ 저장 시 적은 변화를 보였다. 그리고 키토산 처리구의 $O_2$ 및 $CO_2$ 농도가 모든 저장 온도에서 낮은 변화 경향을 나타냈다. 경도에 있어서는 모든 처리구가 감소하는 추세를 보였으나 $4^{\circ}C$ 저장이 더 낮게 감소하였으며, pH와 당도는 $4^{\circ}C$ 저장에 비해 $20^{\circ}C$에서 높은 증가 추이를 보였다. 또한 키토산 처리는 대조구와 비교하여 저장 중 델라웨어 포도의 Hunter 색도 값에도 부정적인 영향을 미치지 않았다. 따라서 본 연구 결과 수확 후 델라웨어 포도에 키토산 처리 후 $4^{\circ}C$에서의 저온 저장이 델라웨어 포도의 품질 변화를 최소화하면서 미생물학적 안전성을 확보할 수 있는 효과적인 품질관리 기술이라고 판단된다.
To maintain quality of Delaware grapes during storage, grape samples were treated with 0.1% chitosan dissolved in 0.5% acetic acid, packaged with low density polyethylene film, and stored at 4 or $20^{\circ}C$ for 12 days. Chitosan treatment reduced initial populations of yeast and molds ...
To maintain quality of Delaware grapes during storage, grape samples were treated with 0.1% chitosan dissolved in 0.5% acetic acid, packaged with low density polyethylene film, and stored at 4 or $20^{\circ}C$ for 12 days. Chitosan treatment reduced initial populations of yeast and molds in grapes by 1.86 log CFU/g compared to that of the control. During storage, oxygen contents in packages of samples decreased, whereas carbon dioxide contents increased. In addition, regardless of storage temperature, changes in oxygen and carbon dioxide concentrations of grapes treated with chitosan were lower than those of the control. Hardness of samples decreased, and Hunter L, a, and b values were not significantly different among treatments. Regarding pH and total soluble content, grapes stored at $4^{\circ}C$ maintained pH and had greater total soluble content than those stored at $20^{\circ}C$. These results suggest that chitosan treatment and low temperature storage can be useful for maintaining microbiological safety and quality of Delaware grapes during storage.
To maintain quality of Delaware grapes during storage, grape samples were treated with 0.1% chitosan dissolved in 0.5% acetic acid, packaged with low density polyethylene film, and stored at 4 or $20^{\circ}C$ for 12 days. Chitosan treatment reduced initial populations of yeast and molds in grapes by 1.86 log CFU/g compared to that of the control. During storage, oxygen contents in packages of samples decreased, whereas carbon dioxide contents increased. In addition, regardless of storage temperature, changes in oxygen and carbon dioxide concentrations of grapes treated with chitosan were lower than those of the control. Hardness of samples decreased, and Hunter L, a, and b values were not significantly different among treatments. Regarding pH and total soluble content, grapes stored at $4^{\circ}C$ maintained pH and had greater total soluble content than those stored at $20^{\circ}C$. These results suggest that chitosan treatment and low temperature storage can be useful for maintaining microbiological safety and quality of Delaware grapes during storage.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 포도의 미생물학적 안전성을 확보하기 위해 기존에 주로 연구되고 있는 거봉, 캠벨얼리 품종대신 대표적인 국내 주요 재배 품종 중 하나인 델라웨어 포도(25, 26)에 키토산 세척수를 처리하여 저장 중 효모 및 곰팡이 제어 효과를 측정하였으며, 또한 포도 세척 처리 후 4°C 및 20°C에 저장하면서 저장 온도에 따른 미생물 생육수준 및 품질 변화를 비교 분석하였다.
제안 방법
또한동일한 방법으로 증류수에 5분간 침지시켜 세척한 것을 water washing 처리구로 하였으며, 세척하지 않은 포도를대조구로 사용하였다. Low density polyethylene(LDPE) bag(18x20 cm, 60 ym thickness, 4, 100 mL O2/mz-24 h-atm at 24°C)에 각 처리 시료들을 개별적으로 포장하여 4°C cold chamber와 20°C 항온항습기에서 12일 동안 저장하면서 미생물 수 및 품질 변화를 측정하였다. 저장 기간은기존 연구 결과에 근거하여 12일로 선정하였다(27).
, Detroit, MI, USA)를사용하여 25°C에서 72시간 배양 후 형성된 colony를 계수하였다. 검출된 미생물 수는 시료 g당 colony forming unit (CFU)으로 나타내었고 3회 반복하여 측정하였다.
1% 멸균 펩톤수 180 mL를 멸균 bag 에 넣고 3분 동안 shaking 하여 균질화시켰다. 균질화된 시료들은 0.1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석 후 배지에분주하여 실험하였다. 효모 및 곰팡이 생육 측정을 위해 po tato dextrose agar(PDA, Difco Co.
, Corning, NY, USA)를이용하여 측정하였다. 당도는 굴절당도계(PR-101a, Atago, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였으며, °Brix로 각각 표시하였다.
대조구와 키토산 처리한 델라웨어 포도를 LDPE film 포장재로 각각 포장한 후 4°C와 20°C에 저장하면서 포장재내의 기체 조성 변화를 측정하였다(Fig. 2). 4°C에 저장한델라웨어 포도의 경우 저장 12일 후 초기 산소 농도 20.
세척 용액에 시료를 1:10(w/v) 비율로 5분간 침지한 후 laminar-flow biosafety hood에서 90분간 air-dried 상태로 방치시켜 표면에 남아 있는 수분을 제거하였다. 또한동일한 방법으로 증류수에 5분간 침지시켜 세척한 것을 water washing 처리구로 하였으며, 세척하지 않은 포도를대조구로 사용하였다. Low density polyethylene(LDPE) bag(18x20 cm, 60 ym thickness, 4, 100 mL O2/mz-24 h-atm at 24°C)에 각 처리 시료들을 개별적으로 포장하여 4°C cold chamber와 20°C 항온항습기에서 12일 동안 저장하면서 미생물 수 및 품질 변화를 측정하였다.
본 실험에서 사용된 포장재인 LDPE bag에 20 g의 시료를 넣어 밀봉한 후 4°C와 20°C에서 저장하면서 포장재 내 O2 및 CO2 조성 변화를 측정하였다. 포장재 내의 가스 조성은 가스분석기(Checkpoint 2, PBI Dansensor, Ringsted, Denmark)를 사용하여 측정하였다.
포도 시료에 단순 물 세척 또는 키토산 용액 세척 후 저장온도를 4°C와 20°C로 달리하여 12일 동안 저장하면서 효모및 곰팡이 수 변화를 측정하였다(Fig. 1). 저장 초기, 저장온도와 상관없이 대조구의 효모 및 곰팡이 수는 3.
조성 변화를 측정하였다. 포장재 내의 가스 조성은 가스분석기(Checkpoint 2, PBI Dansensor, Ringsted, Denmark)를 사용하여 측정하였다.
1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석 후 배지에분주하여 실험하였다. 효모 및 곰팡이 생육 측정을 위해 po tato dextrose agar(PDA, Difco Co., Detroit, MI, USA)를사용하여 25°C에서 72시간 배양 후 형성된 colony를 계수하였다. 검출된 미생물 수는 시료 g당 colony forming unit (CFU)으로 나타내었고 3회 반복하여 측정하였다.
대상 데이터
6 정도로 숙성도가일정한 것을 선별하여 사용하였다. 또한 세척 실험에 사용한키토산 용액은 탈아세틸화 75.6%, 분자량 161,000인 키토산 분말(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)을 사용하여 제조하였다.
본 실험에서 사용된 포도는 대전에서 실험 당일(2014년 6월) 수확한 델라웨어 포도(、Vitis labrusca L.) 품종으로 외관 상태가 균일하고, 당도 18°Brix, pH 3.6 정도로 숙성도가일정한 것을 선별하여 사용하였다. 또한 세척 실험에 사용한키토산 용액은 탈아세틸화 75.
예비실험 결과(data not shown)를 바탕으로 0.5% 아세트산에 녹인 0.1% 키토산 용액을 최적 세척 조건으로 선정하였다. 세척 용액에 시료를 1:10(w/v) 비율로 5분간 침지한 후 laminar-flow biosafety hood에서 90분간 air-dried 상태로 방치시켜 표면에 남아 있는 수분을 제거하였다.
데이터처리
나타내었다. 본 실험의 통계적 분석은 SAS(Statistical Analysis System, version 8.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 사용하였으며, P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test 방법을 사용하여 통계처리를 하였다.
색도는 색차계(CR-400 Minolta Chroma Meter, Konica Minolta Sensing Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 Hunter L, a, b 값을 각 시료의 표면을 5회 반복 측정하여 평균±표준편차로 나타내었으며, 이때 사용된 표준 백판의 L, a, b 값은 각각 L=96.65, a=-0.14, b=2.09였다.
성능/효과
pH 변화를 측정한 결과(Fig. 4) 저장 초기 포도의세척에 따른 pH의 차이는 없었고 저장 기간이 경과할수록모든 처리구에서 pH가 증가하는 경향을 보였으나 20°C의저장 온도에서 증가 폭이 더 크게 나타났다. 저장 초기 pH는 3.
2). 4°C에 저장한델라웨어 포도의 경우 저장 12일 후 초기 산소 농도 20.95% 에서 대조구는 18.57%, 키토산 처리구는 19.45%로 약 1~ 2% 감소하였으며, 이산화탄소 농도의 경우는 초기 0.03% 에서 대조구와 처리구 모두 1% 이상 증가하는 경향을 보였다. 반면에 20°C에 저장한 델라웨어 포도의 경우는 저장 12 일 후 대조구의 산소 농도가 7.
저장 온도에 관계없이 포도의 당도는 저장 중 처리에따른 유의적인 차이를 보이지 않았는데(Fig. 5) 저장 초기당도 증가는 과일의 성숙 과정 중 전분 가수분해 현상 때문이라고 보고된 바 있으며(39), pH 변화와 마찬가지로 호흡작용에 따른 유기산의 당 전환에 의해 4°C와 20°C 저장 온도 모두에서 저장 기간 동안 당도가 증가하였다고 생각되고, 4°C보다 20°C 저장 온도에서의 호흡률이 더 높기 때문에저장 중 당도가 20°C 온도에서 더 높게 유지되었다고 판단된다. 이와 더불어 높은 저장 온도인 20°C에서는 수분 감소로 인한 중량 감소가 발생하고 이로 인해당 성분이 추가적인 농축 효과로 상대적으로 다소 높은 수준으로 측정되었다고 생각된다(29).
델라웨어 포도의 경도는 모든 처리구에 있어서 저장 온도와 상관없이 감소하는 경향을 나타내었다(Fig. 3). 4°C의 경우 저장 12일차까지 약 14.
이것은 Yun 등(15)이 4°C와 25°C로 저장 온도를 달리하여 포도 저장 시 안토시아닌 함량이 증가하다가 25°C의저장 온도에서 더 빠르게 감소하는 경향을 보였다는 연구결과와 유사한 결과였으며 키토산 처리에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용된 키토산 처리는 델라웨어 포도의 외관적 색도 품질에 큰 영향을 미치지않으며, 4°C 저온 저장에서 저장하는 것이 색도 유지에 효과적이라고 판단된다.
Romanazzi 등(28)은 포도에 10종의 산성 용액 단일 처리와 산성 용액에 녹인 1% 키토산 용액의 효과를 비교하였는데, 저장 7일 후 산성 용액 단일 처리의 경우는 대조구와 동일하게 곰팡이 부패가 발생하였으나 키토산 용액 처리구는 곰팡이 부패를 감소시켰다고 보고하였다. 따라서 본연구에서 사용된 키토산 용액의 곰팡이 저해 효과는 산성용액에 의한 효과보다는 키토산에 의한 효과라고 판단된다. 또한 이러한 효모 및 곰팡이 감균 효과는 저장 온도 4°C에서높게 유지되었는데, 저장 3일 후 대조구가 3.
이와 더불어 높은 저장 온도인 20°C에서는 수분 감소로 인한 중량 감소가 발생하고 이로 인해당 성분이 추가적인 농축 효과로 상대적으로 다소 높은 수준으로 측정되었다고 생각된다(29). 따라서 이러한 결과들로부터 키토산 처리는 델라웨어 포도의 저장 중 pH 및 당도에 영향을 끼치지않으면서 미생물학적 안전성을 확보할 수 있는 효과적인 수확 후 품질관리 기술이라고 판단된다.
따라서 본연구에서 사용된 키토산 용액의 곰팡이 저해 효과는 산성용액에 의한 효과보다는 키토산에 의한 효과라고 판단된다. 또한 이러한 효모 및 곰팡이 감균 효과는 저장 온도 4°C에서높게 유지되었는데, 저장 3일 후 대조구가 3.59 log CFU/g 인 반면 키토산 처리구는 1.59 log CFU/g으로 2.00 log CFU/g의 미생물 수 감소를 보였고, 저장 12일 후에는 대조구가 5.70 log CFU/g, 키토산 처리구는 1.35 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 4.35 log CFU/g의 미생물 수 감소를나타냈다. 반면에 20°C에 저장한 포도의 미생물 수는 키토산 처리구가 다소 낮은 경향을 보이기는 하나 처리구에 관계없이 저장 3일 후 6 log CFU/g 이상으로 검출되어 유의적인차이를 보이지 않았다.
이는 Meng 등(29)이 수확 후 포도에키토산 무처리 및 키토산 처리를 하여 0°C와 20°C에 각각 42일, 16일 동안 저장하면서 부패율을 비교하였을 때 0°C 에 저장된 키토산 처리 포도가 가장 낮은 부패율을 보였으며, 20°C에 저 장된 키토산 처리 포도가 0°C에 저 장된 포도보다 약 4배 더 부패되었다고 보고한 결과와 유사하였다. 또한 키토산은 포도에 처리되었을 때 실온과 0~1°C 정도의저 온에서도 Botrytis cinerea 등과 같은 곰팡이 감염을 줄일수 있다고 알려져 있어 저장 온도와 상관없이 포도 저장 중미생물 제어가 가능한 수확 후 처리 방법이라고 생각되며 (21), 본 연구결과를 통해서 키토산 처리 후 저온 저장하는것이 수확 후 포도의 곰팡이 부패를 상온(20°C) 저장보다더 효과적으로 저해할 수 있다고 판단된다.
적색계인델라웨어 포도의 숙성도를 파악할 수 있는 a값은 숙성이 진행됨에 따라 증가하는 경향을 보였는데, 이는 Matsumoto 등(25)의 보고와 일치하는 결과이다. 또한 포도 과립 내 당축적은 안토시아닌 생합성의한 요인으로(25), 저장 9일 이후 저장 온도 4°C와 20°C 모두 a값이 유의적으로 감소하였는데, 이는 안토시아닌이 감소하여 적자색을 나타내는 a값이 감소하였다고 생각되며, 저장 온도 20°C의 a값이 저장 6일차부터 4°C의 a값과 비교하여 증가폭이 낮은 경향을 보였다. 이것은 Yun 등(15)이 4°C와 25°C로 저장 온도를 달리하여 포도 저장 시 안토시아닌 함량이 증가하다가 25°C의저장 온도에서 더 빠르게 감소하는 경향을 보였다는 연구결과와 유사한 결과였으며 키토산 처리에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았다.
모든 실험은 3회 이상 반복하여 실행하였고, 그 결과는평균土표준편차로 나타내었다. 본 실험의 통계적 분석은 SAS(Statistical Analysis System, version 8.
03% 에서 대조구와 처리구 모두 1% 이상 증가하는 경향을 보였다. 반면에 20°C에 저장한 델라웨어 포도의 경우는 저장 12 일 후 대조구의 산소 농도가 7.35%로 크게 감소하였으며, 이산화탄소 농도 역시 약 3%로 4°C 저장 포도에 비해 많은 차이를 보였다. 이는 높은 저장 온도에서 호흡률이 증가하여낮은 저장 온도에 비해 산소를 빨리 소비하고 이산화탄소를많이 생성하기 때문이라고 판단된다(30).
4) 저장 초기 포도의세척에 따른 pH의 차이는 없었고 저장 기간이 경과할수록모든 처리구에서 pH가 증가하는 경향을 보였으나 20°C의저장 온도에서 증가 폭이 더 크게 나타났다. 저장 초기 pH는 3.60이었고, 저장 12일 후 4°C의 경우 모든 처리구가 평균적으로 약 pH 3.75를 나타낸 반면, 20°C의 경우 평균적으로약 3.90을 나타내었는데, 이와 같은 저장 중 과실의 pH 증가현상은 호흡 작용에 의한 내부 유기산 소비에 기인한 것으로기체 조성 변화와 동일하게 20°C 저장 온도에서의 호흡률이 4°C 저장 온도의 호흡률보다 높기 때문에 유기산 소모가더 발생하였고, 그로 인하여 pH도 더 높게 나타난 것으로생각된다(30, 36). 또한 이러한 결과는 Anthon 등(37)의 연구에서 저장 중 과채류가 성숙되면서 gluconeogenesis에 의해 구연산이 당으로 대사전환 되어 저장 기간이 경과함에따라 pH가 증가하였다는 보고와도 유사한 결과로, 델라웨어포도의 경우 주요 유기산인 사과산, 주석산, 구연산 등이 당으로 전환되어 pH가 증가하는 경향을 나타낸 것으로 판단된다(38).
1). 저장 초기, 저장온도와 상관없이 대조구의 효모 및 곰팡이 수는 3.64 log CFU/g이었고, 단순 물 침지 처리구는 2.65 log CFU/g, 키토산 처리구는 1.86 log CFU/g으로 단순 물 침지 처리구보다 키토산 처리구가 0.79 log CFU/g 더 높은 미생물 수 감소를 보였다. 이러한 결과는 Romanazzi 등(28)이 Botrytis cinerea가 접종된 포도에 아세트산을 비롯한 10종의 산성용액에 녹인 1% 키토산 용액을 처리하였을 때 부패율이 약 20~70% 이상 감소되었다고 보고한 연구 결과와 유사한 결과이다.
포도의 색은 외관적 품질을 결정하는데 있어서 중요한지표로 사용되는데, 저장 초기 저장 온도에 상관없이 포도의 Hunter L값은 처리구 간의 유의적 차이는 보이지 않았으며, 4°C와 20°C 저장 처리구 모두 저장 기간이 경과할수록 L값은 유의적으로(尸<0.05) 감소하였다(Table 1). 그리고 a값은 유의적으로 증가하다 감소하는 경향을 보였고, b값은 저장 기간 동안 숙성이 진행되면서 안토시아닌 함량의 변화로유의적으로(尸<0.
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